Modul – 10 Sistem Komunikasi Bergerak

Handout - DASTEL - PT.1123

Modul – 10

SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK

PT.1123Jurusan Teknik Elektro – Program Studi D3

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM2008


Jaringan seluler atau PLMN (public land mobile network) terdiri dari sejumlah mobile station (MS) yang dihubungkan dengan jaringan radio ke infrastruktur perangkat switching yang berinterkoneksi dengan sistem lain seperti PSTN

PLMN (Public Land Mobile Network)


Perbandingan PSTN dan PLMN


Klasifikasi WIRELESS

WirelessCommunication

FixedWireless

MobileWireless

Non Cellular

Cellular

Non Cellular

Cellular

point to point communication, infra red communication, LMDS, Microwave communication

contoh :

contoh :

contoh :

contoh :

paging system (ERMES, NTT, NEC) , dispatching system, PAMR (Public Access Mobile Radio) dsb

PHS, CT2, PACS, DCS1800, DECT

GSM, CDMA/IS-95, AMPS, UMTS, PHS, DCS1800, NMT450, TACS, C-450, dsb


WIRELESS COMMUNICATION CONCEPT

HUBUNGAN DARI SENTRAL KEPELANGGAN DILAKUKAN MELALUI RADIO DAN BUKAN KABEL

SARANA TRANSMISI SELAIN TELEPON LEWAT KABEL ( PSTN ) MEMPERCEPAT PELAYANAN KARENA TIDAK TERGANTUNG PADA

INSTALASI DAN MAINTENANCE KABEL . FLEXIBILITAS DALAM PERGERAKAN DAN FEATURES YANG LEBIH

BAIK. PENGGUNAAN KOMPRESI DIGITAL MENGEFEKTIFKAN SALURAN. KECEPATAN ALIRAN BIT RELATIF KECIL UNTUK PENGGUNAAN

RADIO DENGAN FREKUENSI RENDAH.


Early Mobile Systems

Satu pemancar dengan daya yang besar ditempatkan pada titik yang paling tinggi yang dapat meliputi area dengan radius sampai dengan 50 km

Layanan mobile tradisional dibangun mirip dengan televisi broadcasting

Konsep seluler Cellular dibentuk dari jaringan telepon mobile dengan cara: menggunakan daya pancar yang rendah untuk mencakup area yang lebih luas contoh area metropolitan dibagi ke dalam 100 sel yang berbeda dimana masing-masing sel dgn 12 kanal


Early Mobile Radio Systems Satu pemancar dengan daya pancar yang besar Area cakupan yang bagus, tetapi tidak memungkinkan

dilakukan penggunaan ulang ( reuse) frekuensi yang sama (e.g., Bell Mobile System ‘70 -- max 12 calls over thousand sq. Miles)

Early Mobile Systems


Cellular Systems

Cellular Concept technique of using a fixed a number of channels to serve an

arbitrary large number of subscribers by reusing channels throughout the coverage area

high system capacity in a limited spectrum many low powered transmitters (small cells) each base station allocated a portion of the spectrum neighboring base stations assigned different groups of

channels


Solves the problem of Spectral congestion and user capacity by means of frequency reuse

Offers high capacity in a limited spectrum allocation Offers system level approach, using low power transmitters instead of

a single, high power transmitter (large cell) to cover larger area. A portion of the total channels available is allocated to each base

station. Neighbouring base stations are assigned different groups channels, in

order to minimise interference.

Cellular Systems


R RR R R

Model pola radiasi

Model radiasi mana yang paling bagus ?


DEFINISI CELLULAR

Sistem komunikasi yang digunakan untukmemberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak.Disebut sistem cellular karena daerah layanannyadibagi-bagi menjadi daerah yang kecil-kecil yang disebut CELL.SIFAT : Pelanggan mampu bergerak secara bebas di

dalam area layanan sambil berkomunikasi tanpa terjadi pemutusan hubungan.


MSC

• MELAKUKAN PENYAMBUNGAN ANTAR MS DAN MS KE PSTN

• SISTEM CELLULAR TIDAK TERIKAT PADA HIRARCHI KARENA SE-MUA MS BERHUBUNGAN LANGSUNG DENGAN MSC. (SECONDARY )

• MELAKUKAN PROSES PENGENDALIAN AKTIVITAS BTS DAN MS.

- HAND OVER ( HARD / SOFT )

- ROAMING

- PENGATURAN LEVEL PANCAR MS

- KOORDINASI ANTARA CELL

• PROSES PENGENDALIAN TERSEBUT DILAKUKAN DENGAN KOMANDO LEWAT KANAL DATA.


CONCEPT OF CELLULAR TELEPHONE

• MSC INTI SYS. CELLULAR

• MSC DIHUBUNG DENGAN PSTN.

• AREA DIBAGI – BAGI DALAM

CELL KECIL (1 – 12 KM)

• KOMPONEN DASAR CELLUAR

ADALAH : CELL, MSC DAN UNIT

BERGERAK (MS).

• MSC MENGENDALIKAN SEMUA AKTIVITAS HUBUNGAN LEWAT BTS.

• MS BERHUBUNGAN DENGAN MSC MELALUI BTS YANG TERDEKAT (BAIK SECARA TETAP ATAU BERGERAK).

• PELANGGAN DAPAT BERPINDAH DENGAN BEBAS DARI SATU CELL KE CELL YANG LAIN.

• PADA PERPINDAHAN HARUS TERJADI PROSES HAND OVER

• PELANGGAN DAPAT DICARI ( ROAMING ) MELALUI KOORDINASI ANTARA MSC – BTS ATAU MSC – MSC.

MSC

PSTN

BTS


Base Transceiver Station (BTS)

• TINGGI MENARA ANTARA 15 – 92 M TERGANTUNG PADA KONDISI LINGKUNGKAN DAERAHNYA.

• POWER PANCAR EFEKTIF MAKSIMUM 100 WATT.

• ANTENA YANG DIGUNAKAN DALAM SATU SELL DAPAT LEBIH DARI SATU ( SEKTORISASI )

• PADA BTS TERSEDIA COMBINER UNTUK MEHUBUNGKAN BEBERAPA PEMANCAR PADA ANTENA.

• ANTARA BTS DENGAN MSC DIHUBUNGKAN DENGAN MICROWAVE ATAU KABEL DENGAN SALURAN BER KECEPATAN 2 MBPS.

• BTS HANYA MENYALURKAN INFORMASI DARI MS KE MSC ATAU SEBALIKNYA.

• POWER PANCAR SATU BTS MENENTUKAN LEBAR CAKUPAN SEBUAH CELL.

• UNTUK MENCAKUP MS DALAM GEDUNG DIGUNAKAN CELL YANG SANGAT KECIL (MICRO CELL)


MOBILE STATION (MS)

TERDIRI DARI UNIT KONTROL, TRANCEIVER RADIO DAN ANTENA.

UNIT KONTROL TERDIRI DARI PERANGKAT TELEPON, TOMBOL – TOMBOL, INDIKASI AUDIO / VISUAL UNTUK MENUNJUKAN PROSES PENYAMBUNGAN.

TRANSCEIVER MELAKUKAN TRANSMISI DUPLEX KE BTS

GAIN ANTENA MS YANG DIGUNAKAN RATA – RATA 2 dB.

POWER PANCAR RATA – RATA 23 dBm ( TERGANTUNG PADA JARAK MS KE BTS ).

PADA SAAT IDLE MAKA MS BERADA PADA KANAL KONTROL BTS.

MS DAPAT MERUBAH – RUBAH FREKUENSI YANG DIGUNAKAN UNTUK DISESUAIKAN DENGAN SALAH SATU FREKUENSI BTS.


FREKUENSI SISKOMBER

FREKUENSI YANG DIGUNAKAN PADA BAND 800, 900 DAN 1800 MHZ LEBAR FREKUENSI PADA TIAP BAND 25 MHZ. FREKUENSI REUSE DIGUNAKAN KARENA :

- PITA FREKUENSI YANG TERSEDIA TERBATAS.- POWER TRANCEIVER MS TERBATAS. - PELANGGAN YANG BANYAK DAN TERSEBAR.

MASALAH FREKUENSI REUSE ADALAH: - INTERFERENSI

- AKSES MS KE BTS. - PENGATURAN LEBAR CELL. - PENGATURAN FREKUENSI DALAM SATU CELL.- PENGATURAN LEVEL TRANSMIT BTS.

JUMLAH KANAL / SLOT TIAP SEL ANTARA 10 – 50 BUAH TERGANTUNG KEPADATAN TRAFFIC SEL TERSEBUT.


AKSES MS KE BTS

FDMA ( FREKUENSI DIVISION MULTIPLE ACCESS)- PEMBEDAAN ANTARA SATU SALURAN DENGAN SALURAN YANG

LAIN DILAKUKAN DENGAN PEMBEDAAN FREKUENSI.

TDMA ( TIME DIVISION MULTIPLE ACCESS)- PEMBEDAAN ANTARA SATU KANAL DENGAN KANAL YANG LAIN

DILAKUKAN DENGAN PEMBEDAAN WAKTU (PENJADWALAN) SLOT.

- DAPAT SAJA DILAKUKAN AKSES DENGAN CARA TDMA / FDMA. SATU FREKUENSI ( FDMA) MENYALURKAN BEBERAPA SLOT (TDMA)

CDMA ( CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS)- AKSES OLEH MS DILAKUKAN PADA WAKTU DAN FREKUENSI

YANG SAMA. - PEMBEDAAN DILAKUKAN HANYA DALAM PENGKODEAN.


Karakteristik Dasar System Cellular

Frekuensi Re-useCell SplittingHandover


Standar Sistem SelulerSistem Seluler Analog – Generasi Pertama AMPS ( Advanced Mobile Phone System )

NMT 450 ( Nordic Mobile Phone )

TACS ( Total Access Communication System )

Sistem Seluler Digital – Generasi Kedua GSM ( Global System for Mobile Communication )

DAMPS ( Digital AMPS )

CDMA/IS-95 Generasi Ketiga IMT 2000


Technology Cellular.

1Gwireless

2Gwireless

CDMA (Code Division Multiple Access)TDMA (Time Division Multiple Access)GSM(Global System for Mobile

Communications)PDC (Personal Digital Cellular)

AMPS (Advanced Mobile Phone Service)

3Gwireless

W-CDMA(Wide-band Code Division Multiple

Access)

CDMA-2000

- Analog voice service- No data service

- Digital voice service- 9.6K to 14.4K bit/sec.- CDMA, TDMA and PDC offer one-way data transmissions

only- Enhanced calling features like caller ID- No always-on data connection

- Superior voice quality- Up to 2M bit/sec.- always-on data- Broadband data services like video & multimedia- Enhanced roaming


Perbandingan

AMPS GSM CDMA/IS-95

Akses jamak FDMA TDMA DS-CDMA

Modulasi FM GMSK QPSK

Bandwidth RF 30 kHz 200 kHz 1,25 MHz

Kanal / carrier RF 1 8 20 – 30

Frekunsi Uplink 824 – 849 MHz 890 – 915 MHz 824 – 849 MHz

Frekuensi Downlink 869 – 894 MHz 935 – 960 MHz 869 – 894 MHz


Generasi pertama (1G)Sistem komunikasi seluler pertama kali beroperasi di norwegia pada tahun 1981 dan diikuti oleh sistem yang sama di US dan UK. System generasi pertama ini hanya mentransmisikan voice dengan frekuensi sekitar 900 MHz dan menggunakan modulasi analog

Generasi kedua (2G) GSM (Global System for Mobile Communications) pertama kali digunakan di eropa pada awal tahun 1990. GSM menyediakan layanan voice dan data yang terbatas. Menggunakan modulasi digital.

The new third generation (3G) cellular services Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) or IMT-2000 will sustain higher data rates still and opens the door to many internet style applications

Generation of Cellular


History of Cellular

1934-USA : AM based: First generation Analogue Cellular Systems For public safety 5000 mobiles Vehicle ignition noise a major problem

1935 USA Europe Asia :FM based: Frequency bands: 800 - 900 MHz and 400 - 500 MHz 120 kHz RF bandwidth with channel spacing of 30 kHz Data rate 5 - 10 kbps No of channels 400 – 1000, half-duplex

1946- USA : First Generation Public Mobile Telephone Service: Coverage distance: 50 km, 60 kHz bandwidth Single powerful transmitter


Perkembangan Teknologi Cellular


History - 1st Generation (1G) Systems

1960 Cellular Radio, developed by Bell Labs.1970 Cellular Mobile System (USA)

1980 First Generation Analogue Cellular Systems Advanced Mobile Telephone Systems (AMPS) Frequency bands: 800 - 900 MHz and 400 - 500

MHz Channel spacing 30 kHz and no of channels 400 -

1000 Data rate 5 - 10 kbps FM for speech, FSK for signaling, FDM


Block diagram of the first generation cellular network. All first generation cellular networks are based on analog technology

and use FM modulation An example of the first generation cellular telephone system is Advanced Mobile Phone Services (AMPS)

AMPS Pioneer of cellular telecommunications FDMA-based analog system

Low capacity of subscriber per cell Unsecure

Phone number can be scanned and copied Voice conversation is not encrypted

Base Station

CellScanner

Mobile IdentifierNumber, Equipment

Serial Nubmer,Voice data


History - 2nd Generation (2G) System (1991-2)

Systems: Group Special Mobile (GSM) – Europe (GSM 1.8 GHz, and 1.9

GHz) U.S. Digital Cellular (USDC) and CDMA (USDC 1.9 GHz) Digital Cordless Systems (DCS) 1.8 GHz

Technology: TDMA, TDMA hybrid FDMA Characteristics:

Digital voice and low speed data Frequency band @ 900 MHz, RF channel spacing 200 kHz Modulation: GMSK, DPSK, Fixed frequency assignment Speech rate 13 kbps, Speech coding, TDMA High security and higher capacity, Improved speech Quality of service (QoS)


Second Generation Wireless Networks

Second generation wireless systems employ digital modulation and advanced call processing capabilities.

Examples of second generation wireless systems include the : Global System for Mobile (GSM), the IS-54 TDMA and the IS-95 CDMA TIA digital standards.


Global System for Mobile Communications. Beroperasi pada band frekuensi 900, 1800 atau 1,900 MHz . Teknologi seluler paling populer hampir di seluruh negara-negara di

dunia

TDMA-based digital system 8 kali kapasitas AMPS per frequency band

Secure Seluruh informasi yang dipertukarkan antara Mobile Station

(MS) dan Base Station (BS) dienkripsi

A5Algorithm

A5Algorithm

BS/MSC/AU


Arsitektur Dasar Jaringan GPRS dalam GSM

MS

BTSPDN

BTS

EIR&AUC HLRVLR

SGSN GGSNBSC

Gb Gn Gi

Gc

D

Gf

Gs

Gr

MSC DATABASE

SGSN Serving GPRS Suport NodeGGSN GatewayGPRS Support NodePDN Public Data Network

User Data and SignallingSignalling

PCU

GR

RAN NETWORK CORE NETWORK


History - 3rd Generation (3G)Systems (1995 - )

Support Multimedia Services: Especially Internet Service, 144kb/s (Outdoor and higher velocity ), 384kb/s(from outdoor to indoor), 2Mb/s (indoor); Speech of QoS and other services

First Transitional System: 2 GHz2000 - 2nd Transitional Systems: 2.5 GHz2001 - 1st CDMA Network @ 144 k bps2002- Handover between GSM and WCDMA


Third Generation Wireless Networks

The aim of third generation wireless networks is to provide a single system that can meet a wide range of applications and provide universal access.

The third generation networks will carry many types of information such as voice , data and video and serve both stationary and fixed users.

Some of the systems proposed for the third generation systems are CDMA2000 which is backward compatible to systems based

on IS 95 and WCDMA which is backward compatible to GSM systems.


UMTS UMTS technology delivers high-speed access to information, email, multimedia content, as well as other wireless Internet services through a variety of personal, portable devices


BROADBAND WIRELESS ACCESS – TOTAL SOLUTION

SOLUSI TOTAL BWA – WiMAX pemanfaatan untuk memenuhi demand dan pembangunan jaringan komunikasi broadband di area-area baru maupun area yang sulit untuk dijangkau (special terrain) seperti di area rural, pegunungan, perkebunan, pertambangan, offshore dll.

PENGEMBANGAN BWA - WiMAX “Hot Zone” untuk perluasan coverage dari “Hotspot” ke dense area (outdoor) sebagai dukungan layanan WiFi Hotspot dan mengcover komunikasi di area blank spot Hotspot.

TOTAL SOLUTION WiMAX

Modul – 10 Sistem Komunikasi Bergerak

Documents

Transcript of Modul – 10 Sistem Komunikasi Bergerak